Физико-механические свойства грунтов

Процессы формирования почвы

В процессе почвообразования участвует несколько факторов, важнейший из них - климат. Дождевая вода проникает внутрь материнской породы и расщепляет ее, а периодические процессы замерзания и оттаивания раздробляют горную породу на мелкие осколки. Органические вещества (например, листья и останки животных), застревающие в разрушенной породе, обеспечивают среду для жизнедеятельности бактерий и грибов. На образующемся субстрате произрастают семена растений. По мере того как растительность снабжает почву органическими останками, создаются условия для обитания других форм живых организмов - разнообразных бактерий, грибов, насекомых, червей.

Профиль почвы.

Поперечный разрез почвы (профиль почвы) хорошо различим на боковой стороне ямы или канавы. В зонах с умеренным климатом выделяют пять слоев, или горизонтов.

Поверхностный - самый важный слой, содержит гумус, который после обработки смешивается с нижележащим слоем земли.

Следующий слой (60-90 см). Обеспечивает возможность развития широкого спектра сельскохозяйственных культур, иметь достаточные запасы минеральных и органических веществ, хорошо осушаться и аэрироваться.

Подпочвенный слой - состоит из частично разрушенной горной породы.
Слой обломочной породы - камни, щебень...
Материнский слой - коренная подстилающая порода.

Типы почв.

Почва классифицируется исходя из процентного содержания в них песка или глины, а также из их кислотности.

Глина. Частицы глины чрезвычайно малы и склонны к слипанию, что затрудняет осушение почвы и проникновение в нее воздуха и тем создает сложности при выращивании растений. Глинистые почвы во влажном состоянии обладают липкостью, в сухом — твердостью, весной медленнее прогреваются. Садоводы относят их к тяжелым почвам. Обычно они богаты питательными веществами и в отличие от песчаных почв химически активны. Для определения содержания глины пробу почвы сдавливают между большим и указательным пальцами. Если частицы легко скользят между пальцами и почва блестит, значит, в ней много глины.

Внесение органических веществ значительно улучшает глинистые почвы, поскольку вызывает связывание се мелких частиц в более крупные структурные агрегаты и тем самым облегчает доступ воды и воздуха. Известкование глинистых почв также приводит к процессу слипания частиц, известному под названием флоккуляции (укрупнения частиц).

Песок. Песчаные почвы состоят из больших по размеру частиц, между которыми имеются воздушные полости. Вода хорошо просачивается сквозь эти почвы, и существующего свободного пространства достаточно для развития корневой системы растений. Песчаные почвы легко обрабатывать, они хорошо прогреваются весной, но легко высыхают и из-за слабой влагоудерживающей способности быстро теряют питательные вещества. Для определения содержания песка в почве пробу сжимают между большим и указательным пальцами. При высокой доле песка частицы почвы выглядят однородными и твердыми на ощупь. Улучшить песчаные почвы можно путем внесения органического вещества.

Ил. Частицы илистой почвы по размеру занимают промежуточное положение между песком и глиной. Они обладают липкостью и достаточно тяжелы; не образуют комочков, поэтому сложны в обработки, известкование практически не помогает. Улучшения структуры добиваются путем обогащения значительным количеством гумусобразующих веществ.

Суглинок. Суглинок представляет собой идеальную почву, содержащую смесь частиц глины и песка, а также необходимый запас органических и минеральных веществ для растений. Его легко обрабатывать, он удерживает влагу и питательные вещества и в то же время хорошо осушается. В зависимости от соотношения количеств глины и песка суглинок подразделяют на легкий, средний и тяжелый.

Торф. Состоит из частично разложившихся органических остатков. Торфяные почвы имеют кислую реакцию и плохо осушаются. внесение извести, питательных веществ, крупнозернистого песка, гравия или выдержанной золы и применение искусственных дренажных систем улучшают их качество.

Кислотность.

Кислотность почвы определяется количеством содержащейся в ней извести. Почва, богатая известью, имеет щелочную реакцию. Почвы с недостатком извести относятся к кислым. Степень кислотности почвы обозначается величиной рН, лежащей в пределах от 0 до 14. Значение рН щелочной почвы выше 7,0, кислой — ниже 6,5. Почвы с величиной рН выше 8,5 или ниже 4,5 встречаются редко. Большинство растений предпочитают почву с рН 6,5—7,0.

Гумус.

Гумус представляет собой рыхлое органическое вещество почвы темно-коричневого цвета. Он состоит из растительных и животных остатков различной степени разрушения, на которых обитают бактерии, необходимые для создания плодородия почвы. Гумус задерживает влагу, обеспечивает хорошую аэрацию почвы и является источником питательных веществ для растений. В обработанной почве содержание гумуса уменьшается гораздо быстрее, чем в необработанной. Поэтому в почву необходимо постоянно вносить хорошо разложившийся навоз, компост, перепревшие листья и другие гумусобразующие вещества.

Жизнь почвы.

Земляные черви, насекомые, землеройки, слизни, улитки, бактерии и многие другие организмы в конечном счете образуют органическое вещество почвы, и до тех пор, пока они не причиняют серьезного вреда саду, следует поддерживать их существование.

Питательные вещества

Плодородная почва содержит весь комплекс питательных веществ, необходимых для роста растений. Основными элементами, требующимися в значительных количествах, являются азот, калий, фосфор; в несколько меньших — магний, кальций, сера, углерод, водород и кислород. К микроэлементам относятся железо, марганец, бор, молибден, цинк и медь.

Недостаток любого из этих элементов приводит к появлению у растений видимых признаков дефицита. Наиболее характерные из них: при недостатке азота — угнетенный рост и бледные листья; фосфора — угнетенный рост и появление красной или пурпурной окраски листьев; калия — бледно-желтая окраска листьев; магния — пожелтение старых, а железа — молодых листьев.

Дренаж.

Вода и воздух — компоненты, необходимые для развития растений и почвенных микроорганизмов. В избыточно увлажненных почвах глубина залегания корневой системы ограничивается лишь несколькими сантиметрами поверхностного слоя. Растения не могут укрепиться в почве и проникнуть к питательным веществам следующих горизонтов, В свою очередь плохо аэрируемые почвы препятствуют нормальному поглощению питательных веществ.

Причины, затрудняющие дренаж. Плохой дренаж может быть обусловлен структурой почвы. Так, маленькие уплотненные частицы глины или ила уменьшают водопроницаемость почвы. Проникновению воды препятствует также образование твердого подпочвенного слоя или высокий уровень грунтовых вод, который определяется расположением водоносного слоя почвы. Зимой этот уровень выше, чем летом. Обычно грунтовые воды залегают на глубине 2-2,5 м, но вблизи болот выходят на поверхность. В местах, где повышенный уровень грунтовых вод препятствует выращиванию растений, для отвода воды рекомендуется устраивать искусственный дренаж.

Естественный дренаж.

В природных условиях существует несколько путей распределения осадков. Часть их стекает с поверхности, часть поглощается корневой системой растений и затем используется листьями на транспирацию, часть испаряется с поверхности почвы и растений, часть просачивается сквозь почву.

Искусственный дренаж.

Необходим, когда внесение органического материала, обычного или крупнозернистого песка, не создает условий для желаемого естественного дренажа. Тяжелые глинистые почвы, участки с высоким уровнем грунтовых вод или непроницаемым подпочвенным слоем для обеспечения полноценного роста растений нуждаются в искусственном дренаже.

Влагоемкость почвы.

Если бы вся дождевая вода быстро просачивалась к водоносным горизонтам почвы, корневая система не смогла бы за такой короткий промежуток времени обеспечить растение влагой. Однако гумусовый слой большинства типов почв, подобно губке, поглощает определенное количество воды, обеспечивая потребности растений, и избыточная влага за счет естественного дренажа из почвы уходит.

Легкие почвы с большим содержанием, например, песка или извести высыхают очень быстро. Частое внесение хорошо перегнившего органического материала — перепревших листьев, торфа или компоста — повышает влагоемкость почвы, не вызывая ее заболачивания за счет образования гумуса, обладающего высокой поглотительной способностью.

4. Топырақтардың физико-механикалық қасиеттері

Физико-механические свойства грунтов

Грунт — это обобщенное наименование горных пород, залегающих преимущественно в пределах зоны выветривания Земли и являющихся объектом инженерно-строительной деятельности человека. о физико-механическим свойствам породы делятся на монолитные, пластичные, сыпучие и плывунные (насыщенные водой сыпучие породы — плывуны).

Физико-механические свойства грунтов (пород) характеризуются рядом показателей; наиболее важные из применяемых в горном деле указаны ниже.

Плотностью породы называют отношение массы твердых частиц к их объему.

Объемная масса породы — это масса единицы объема породы при естественной влажности и пористости. Объемная масса влажной породы зависит от количества содержащейся в ней воды и пористости. Объемная масса влажной породы учитывается в горном деле при расчетах горного давления, давления грунтов на свайное крепление котлованов и др.

Пористость — это суммарный объем всех пор, приходящийся на единицу объема породы. Показатели, характеризующие пористость пород, используют при определении водопроницаемости и сжимаемости пород.

Влажностью называют отношение массы воды, содержащейся в породе, к массе абсолютно сухой породы в процентах.

Сжимаемостью называют способность породы к уменьшению объема под воздействием нагрузки.

Коэффициент фильтрации, являющийся основной характеристикой водопроницаемости пород, равен скорости движения воды через массив. Для различных грунтов коэффициент фильтрации K_ф имеет следующие значения, м/сут:

Суглинки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,01-0,1
Супесь. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,10-1
Песок:
пылеватый. . . . . . . . . . . . 0,01-1
мелкозернистый. . . . . . . 1-5
среднезернистый. . . . . . .5-20
крупнозернистый. . . . . . 2.0-50
Гравий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50-150
Галечник. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100-500

Коэффициент фильтрации используют при различных гидрогеологических расчетах (определении притока воды в горные выработки, дебита скважин).

Кроме указанных свойств пород, при решении отдельных строительных вопросов учитывают прочность, твердость, упругость, пластичность, хрупкость, вязкость, разрыхляемость горных пород.

Прочность — это свойство горных пород сопротивляться разрушению под действием внешней нагрузки. Различают прочность при сжатии, растяжении, изгибе, скалывании и ударе.

Твердостью называют способность горной породы сопротивляться проникновению в нее другого более твердого тела (например, острия пики отбойного молотка). Твердость пород определяют по специальной шкале.

Уцругость — свойство горных пород изменять свою форму или объем под действием внешней нагрузки и возвращаться к первоначальной форме или объему после снятия этой нагрузки.

Пластичность — это свойство горных пород деформироваться без разрушения под действием внешней нагрузки и оставаться в деформированном состоянии после ее снятия.

Хрупкость — свойство горных пород разрушаться под действием ударных нагрузок без заметной остаточной деформации.

Вязкостью называют способность горной породы сопротивляться силам, стремящимся разъединить ее частицы. При горных работах вязкость пород оценивают по сопротивлению, оказываемому породой при отделении части ее от массива.

Разрыхляемость — это увеличение объема горной породы при ее выемке из массива. Разрыхляемость характеризуется коэффициентом разрыхления, представляющим собой отношение объема вынутой породы к первоначальному объему породы в массиве.

Билет №8

Микроэлементтер

Микроэлементы

Содержание микроэлементов в почвах зависит от со­держания их в почвообразующих породах и от почвообразователь­ных процессов.

Роль микроэлементов в физиологических и биохимических про­цессах неизмеримо велика. Почва является источником микроэле­ментов для растений, животных и людей. Они входят в состав витаминов, ферментов, гормонов. Недостаток или избыточное ко­личество микроэлементов в кормах и продуктах питания приводят к нарушению обмена веществ и возникновению заболеваний у растений, животных и людей.

Основными для жизнедеятельности растений и других живых организмов являются марганец, медь, бор, цинк, молибден, ни­кель, кобальт, фтор, ванадий, йод.

Опытами установлено, что недостаток марганца в почвах с нейтральной или щелочной реакцией приводит к хлорозу расте­ний, снижает их стойкость против заболеваний, вызывает полега­ние. Недостаток бора приводит к опаданию завязей, развитию бактериоза у льна, загниванию сердцевины у свеклы. Недоста­точное содержание меди в торфоболотных почвах замедляет рост растений, приводит к вылеганию зерновых.

С целью обеспечения растений микроэлементами вносят мине­ральные удобрения, в состав которых входят микроэлементы (марганизированный суперфосфат), или специальные микроудоб­рения.

2. Топырақ ерітіндісінің тотығу-тотықсыздану жағдайлары